Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Titanbearbeitung: Produktivität verdoppelt

25.06.2015

Wissenschaftler vom Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen optimieren gemeinsam mit Industriepartnern die Titanfräsbearbeitung.

Verglichen mit Aluminium ist Titan weit abgeschlagen: Es schneidet hinsichtlich der Produktivität bei der Fräsbearbeitung rund 20-mal schlechter ab. Beim Einsatz in den neueren Flugzeugmodellen ist es dennoch oft konkurrenzlos, denn anders als Aluminium verträgt es sich gut mit einem dritten Leichtbau-Werkstoff, dem zunehmend eingesetzten CFK.

So werden zum Beispiel in einem A 350 etwa ein Dutzend vier Meter lange Spanten aus Titan verbaut – Gesamtwert: rund eine Millionen Euro. Das war der Ausgangspunkt eines nun abgeschlossenen multilateralen Forschungsprojekts zwischen dem Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover und vier Industriepartnern aus den Bereichen Werkzeugentwicklung, Beschichtung sowie Anwendung.

Die Koordination lag bei Dennis Nespor vom IFW. „Wir haben den Fräsprozess aus allen Perspektiven betrachtet“, erklärt er den Ansatz. „Das heißt: Wir haben nicht nur die Werkzeuggeometrie allein betrachtet und optimiert, sondern alle relevanten Größen im Blick gehabt.“

Für den konkreten Anwendungsfall, den genannten Titanspant aus dem A 350, hat das auf zwei Jahre ausgelegte Forschungsprojekt auf diese Weise die Geschwindigkeit des Bearbeitungsprozesses verdoppeln können. Da sich die Standzeit der Werkzeuge nur um etwa ein Fünftel verkürzte, reduzierten sich die Bearbeitungskosten auf nahezu die Hälfte.

Nespor fasst die Erkenntnisse für die einzelnen Parameter zusammen: Das Hartmetall für das Werkzeug muss so nah wie möglich an die „technologische Grenze“ der Auslegung herangehen: So hart wie möglich soll es sein und so zäh wie nötig. Bei der Werkzeugbeschichtung kommt es vor allem darauf an, dass die Beschichtung adhäsionsmindernd wirkt, damit das Titan nicht am Werkzeug haftet.

Das Entscheidende bei der Werkzeuggeometrie ist die Ergänzung weiterer Schneiden, die außerdem scharf sein müssen – entgegen der noch neuen, für den Laien überraschenden Erkenntnis, dass verrundete Werkzeugkanten oftmals die bessere Schneidkantenstabilität und damit ein besseres Schneidergebnis aufweisen. Ein Vergleich, der die Anforderungen an die Werkzeugkanten veranschaulicht: Der Fräsprozess entspricht 20 Kleinwagen, die an einer 25 mm langen Werkzeugschneide hin und her ziehen – und das 15-mal pro Sekunde.

Bei der Kühlung schließlich ist es – neben der Kühlung selbst – entscheidend, auch die Späne möglichst schnell wegzutransportieren. Werden all diese Aspekte in der Prozessauslegung berücksichtigt, gewinnen alle Beteiligten, wie Nespor sagt: Die Hersteller der Werkzeuge, die Hersteller der Beschichtung, die Anwender sowieso. Am Projekt beteiligt waren der Luftfahrtzulieferer Premium Aerotec, die Hartmetall-Werkzeugfabrik Klenk, das Beschichtungszentrum CemeCon und die Hartmetallfabrik Extramet.

„Dieses Projekt ist ein gutes Beispiel für unser exzellentes Know-how in der Prozessauslegung“, ergänzt Professor Berend Denkena, Leiter des Instituts für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen. „Und es zeigt, dass solche multilateralen Forschungsprojekte mit Industriepartnern wunderbar funktionieren.“ Die Ergebnisse sind veröffentlicht, und Dennis Nespor gibt gern Auskunft – und hilft, bei Bedarf auch andere Prozesse zu optimieren.

Hinweis an die Redaktion:
Für weitere Informationen steht Ihnen Dipl.-Ing. Dennis Nespor vom Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen unter Telefon + (0)511 762 4299 oder per E-Mail unter nespor@ifw.uni-hannover.de zur Verfügung.

Mechtild Freiin v. Münchhausen | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-hannover.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Quantenanomalien: Das Universum in einem Kristall
21.07.2017 | Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe

nachricht Projekt »ADIR«: Laser bergen wertvolle Werkstoffe
21.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten